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研究背景和目的：前列腺癌(prostate cancer, Pca)是男性最常见的恶性肿瘤之一,世界范围内,前列腺癌的发病率与死亡率分别居男性全部恶性肿瘤的第2位和第6位,美国癌症协会最新预计,2015年美国新增前列腺癌220800例,位居男性新增癌症病例第1位,前列腺癌相关死亡27540例,位居男性新增癌症死亡病例第2位。由于人口老龄化、饮食习惯及生活方式的改变,近年来我国前列腺癌发病也呈明显上升趋势,根据我国癌症中心的最新数据,前列腺癌自2008年起成为泌尿系统中发病率最高的肿瘤,2009年分别占到男性癌症发病和死亡的第6位和第9位,严重危害了人民的身体健康。尽管早期前列腺癌外科手术和放疗有很高的治愈率,但仍有30-40%患者最终将进展为晚期前列腺癌。当晚期前列腺癌内分泌治疗出现药物抵抗时,研究发现多西他赛是最有效的化疗制剂之一,然而,通常仅几个月后就会出现多西他赛抵抗,使晚期前列腺癌的治疗再次陷入困境。目前,卡巴他赛、Sipuleucel-T疫苗、放射性核素镭223、醋酸阿比特龙、MDV3100等新药的研发,对去势抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer, CRPC)有一定的疗效,但对患者生存率的提高并不令人满意。由于多西他赛仍是CRPC最基础的化疗药物之一,联合治疗被认为可以改善多西他赛治疗前列腺癌的疗效,因此,探索一种有效制剂治疗前列腺癌尤其多西他赛抵抗性前列腺癌显得十分紧迫。胰岛素样生长因子1受体(Insulin-like growth factor-1 receptor, IGF1R)和胰岛素受体(Insulin receptor, IR)是重要的酪氨酸激酶受体(Receptor Tyrosine Kinases, RTKs),前列腺癌IGF1R和IR高表达,IGF1R/IR信号通路能够促进许多恶性肿瘤包括前列腺癌的细胞增殖及存活,而且这些信号通路和患前列腺癌的风险及抵抗性前列腺癌的形成相关,因此IGF1R/IR激酶抑制剂为前列腺癌患者提供了治疗机遇,单一、双重或多重抑制RTKs也许可以为前列腺癌尤其是多西他赛抵抗性前列腺癌提供潜在的治疗策略。研究显示,IGF1R/IR抑制剂或抗IGF1R/IR抗体在治疗许多恶性肿瘤包括前列腺癌尤其是多西他赛抵抗性前列腺癌中显示出潜在的效力,鉴于IGF1R和IR在前列腺癌的生长、转移及药物抵抗形成过程中的关键作用,我们第一次进行了IGF1R/IR抑制剂GSK1838705 A在前列腺癌尤其多西他赛抵抗性前列腺癌中相关效应的体内外研究,以证实其在前列腺癌尤其多西他赛抵抗性前列腺癌中的抗癌活性。方法：1、培养人前列腺癌细胞株PC-3细胞及通过逐步增加多西他赛的剂量诱导PC-3获得PC-3R耐药细胞株。所有细胞均在含有10%小牛血清(FBS)、100u/ml青霉素、100ug/ml链霉素的DMEM培养基中培养,细胞维持在37℃、95%空气及5%CO2条件下。2、PC-3和PC-3R细胞以5×103细胞/孔接种到96孔培养板,添加多西他赛(12.5～400nM)和GSK1838705A (0.0625～2μM)培养72小时,然后用荧光法细胞活力检测试剂盒(CellTiter-Glo,Promega, Madison, WI)检测细胞活力。3、利用流式细胞术等方法检测GSK1838705 A诱导PC-3R细胞凋亡效应。用GSK1838705A处理PC-3R细胞后,检测PC-3R细胞中subG1 DNA含量的变化以及PC-3R细胞核形态的改变,包括染色质凝聚和核断裂,并通过TUNEL染色实验进一步印证GSK1838705A诱导PC-3R细胞的凋亡效应；此外,利用western blot分析显示GSK1838705 A处理后的抵抗细胞PC-3R的cleaved caspase-3水平变化,进一步验证GSK1838705 A诱导PC-3R细胞凋亡作用。4、观察PC-3R细胞中GSK1838705A对IGF1R和IR磷酸化效应。PC-3R种植在6孔板内,24小时后更换为无血清培养液,添加GSK1838705A(0.5和2μM)孵化4小时,用30ng/ml IGF-1和3 μg/ml胰岛素刺激20分钟,然后使用western blot分析。5、通过transwell模型试验与对照组的比较,研究GSK1838705A对多西他赛抵抗的PC-3R细胞迁移的影响。GSK1838705 A (4,20,100nM)处理PC-3R细胞8小时,除去滤膜上面没有迁移的细胞,滤膜下面迁移的细胞染色和成像,溶解迁移细胞在595nm条件下测量吸光度。6、将PC-3R细胞注入到nud/nud小鼠的腋部皮下(4×106 cells/100μl/mouse)。细胞生长至体积为50mm3后随机选取小鼠进行试验。GSK1838705A(20 mg/kg)、 GSK1838705A(60 mg/kg)以及对照组,每个条件均为6只小鼠,隔日以microcaliper测量肿瘤大小及小鼠体重,总的肿瘤体积用以下公式计算：(mm3)=宽×宽×长×0.5。使用TUNEL及Hoechst染料对细胞核进行染色检测,观察GSK1838705A诱导体内PC-3R肿瘤的凋亡效应,以评估GSK1838705A对裸鼠多西他赛抵抗性PC-3R肿瘤生长的影响。结果：1、GSK1838705A以浓度依赖的形式显著降低了PC-3及PC-3R细胞的活力(Figl.A and B)。2、GSK1838705A处理PC-3R后,与对照组相比PC-3R细胞中subGl DNA含量明显增加(P<0:01), PC-3R细胞核形态发生改变,包括染色质凝聚和核断裂(Fig.2C and D), GSK1838705A诱导细胞凋亡也可以通过TUNEL染色实验印证(Fig.2C),这些结构的改变显示GSK1838705A处理后多西他赛抵抗PC-3R细胞发生了凋亡。此外,western blot分析显示GSK1838705A处理明显升高了抵抗细胞PC-3R的cleaved caspase-3水平(Fig.2E)。3、GSK1838705A能显著抑制IGF1R和IR磷酸化,虽然总蛋白含量没有明显变化(Fig.3)。4、在transwell模型试验中与对照组相比,GSK1838705A显著地减少了PC-3R细胞的迁移(P<0.01) (Fig.4A and B)。5、裸鼠皮下荷瘤抑制试验显示,低剂量的GSK1838705A(20 mg/kg)产生中等程度的肿瘤抑制(P<0.05),高剂量的GSK1838705A(60 mg/kg)则导致显著的PC-3R肿瘤生长抑制(Fig.5A,P<0.01),而且,GSK1838705A对小鼠具有良好的耐受性,没有出现体重减轻等不良反应(P>0.05)(Fig.5C)。结论：GSK1838705A是一种强有力的IGF1R和IR抑制剂,能够降低前列腺癌PC-3及PC-3R细胞的活性,可诱导PC-3R细胞的凋亡,降低PC-3R细胞的迁移能力,抑制肿瘤生长,研究结果可能为克服前列腺癌对多西他赛的抵抗开辟了一条新的途径。